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BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICO- MATEMÁTICO TESIS: ESTRATEGIAS PARA MEJORAR EL USO DEL VOCABULARIO MATEMÁTICO BÁSICO EN ESTUDIANTES DE BACHILLERATO. PRESENTA: JUANA ONOFRE CORTEZ DIRECTORA DE TESIS: LIDIA AURORA HERNANDEZ REBOLLAR AGRADECIMIMIENTOS: La presente tesis está dedicada a la memoria de mi abuelita Juanita, un agradecimiento a mi directora de tesis Lidia Aurora Hernández Rebollar, por todo el apoyo otorgado a lo largo de toda la carrera, así como a mi madre, mi hijo y mi tía Delia Cortez Muñoz que me animó a terminar mis estudios, y a todos los que estuvieron conmigo desde el principio hasta este momento les agradezco todo su apoyo, paciencia y amistad. Amigos: José Juan Castro Alva. José Ezequiel Valente Contreras. Karla Gabriela Ortega. Maestros: María Guadalupe Rodríguez Ponce. Silvia Tinoco. INDICE CAPITULO. 1 EL LENGUAJE MATEMÁTICO .............................................................................1 1.1El Lenguaje ...............................................................................................................................1 1.2 El significado ...........................................................................................................................3 1.2.1 Teorías referenciales o analíticas del significado ...............................................................4 1.2.2 Teorías operacionales o pragmáticas del significado .........................................................6 1.3 El símbolo ................................................................................................................................7 1.3.1 ¿Cuáles son los contenidos simbólicos en matemáticas? ...................................................8 1.4 Tipos de lenguajes ....................................................................................................................8 1.4.1Lenguaje artificial...............................................................................................................8 1.4.2El lenguaje científico ..........................................................................................................8 1.4.3Lenguaje formal .................................................................................................................9 1.4.4Lenguaje natural ................................................................................................................9 1.4.4.1Los principios y reglas que rigen el lenguaje natural (materno) ....................................10 1.4.5 Lenguaje matemático ..........................................................................................................11 1.4.5.1 El registro matemático ..................................................................................................12 1.4.5.2 Vocabulario específico .................................................................................................12 1.4.5.3 Los principios y reglas que rigen el lenguaje matemático.............................................13 1.5 La escritura matemática ..........................................................................................................14 1.5.1Análisis semiótico de la escritura .........................................................................................14 1.6 Registros de representación, comprensión y aprendizaje ........................................................16 1.6.1Dificultades de los estudiantes al leer o escribir matemáticas...........................................18 1.7El aprendizaje matemático ......................................................................................................18 CAPITULO 2 ESTRATEGIAS PARA MEJORAR EL USO DEL LENGUAJE MATEMÁTICO 20 2.1 Estrategias de Manuel Borges Ripoll (2001) ..........................................................................20 2.1.1 Estrategia 1 ......................................................................................................................20 2.1.2 Estrategia 2 ......................................................................................................................22 2.1.3 Estrategia 3 ......................................................................................................................23 2.1.4 Estrategia 4 ......................................................................................................................24 2.1.5 Estrategia 5 ......................................................................................................................26 2.1.6 Estrategia 6 ......................................................................................................................26 2.2 Estrategias de Paloma Alonso Muñoz (2013) .......................................................................27 2.2.1 Diseño de los juegos ........................................................................................................31 2.3 Estrategias de Solares, D., (2006) ..........................................................................................37 2.3.1 “Ensalada de Números” ...................................................................................................37 2.3.2 Rompecabezas .................................................................................................................39 2.3.3 Dominó de diferencias .....................................................................................................40 2.3.4 Sim .................................................................................................................................41 2.3.5 Los números venenosos ...................................................................................................42 2.4 Estrategias de Manuel Fernández (1994)............................................................................43 CAPITULO 3 REPORTE DE DATOS DE TEST REALIZADOS A ALUMNOS DE BACHILLERATO ...........................................................................................................................59 3.1 Metodología ...........................................................................................................................59 3.2 Primera parte Test 1 ..............................................................................................................60 3.2.1 Conclusiones del test 1 ....................................................................................................67 3.3 Segunda parte Test 2 ..............................................................................................................68 3.3.1Conclusiones del test 2 .....................................................................................................77 3.4 Tercera parte test 3 ................................................................................................................78 3.4.1 Conclusiones del test 3 ...................................................................................................92 3.5 Preguntas en común de los test ..............................................................................................93 3.5.1 Conclusiones de las preguntas en común de los tres test ...............................................100 CAPITULO 4 PROPUESTAS PARA BACHILLERATO ...........................................................102 4.1 Actividad 1 Rompecabezas .................................................................................................102 4.2 Actividad 2 Dominó de símbolos matemáticos ..................................................................103 4.3 Actividad 3 Memorama .......................................................................................................105 4.4 Actividad 4La realización de un glosario matemático .........................................................107 4.5 Actividad 5 A pintar un cuadro ..........................................................................................108 4.6 Actividad 6 Ensalada de números.........................................................................................108 4.6.1 ¿De qué otra manera lo puedo hacer? ............................................................................110 4.7 Actividad 7 Construcción de un calentador por medio de una parábola. ..............................110 4.8 Actividad 8 Revista Matemática ...........................................................................................111 4.9 Actividad 9 Los Juegos de la Feria ......................................................................................112 4.10 Actividad10 El Jardín .........................................................................................................113 REFERENCIAS .............................................................................................................................114 CAPITULO. 1 EL LENGUAJE MATEMÁTICO En este capítulo se presenta el marco conceptual que sustenta este trabajo. Este marco tiene la intención de resaltar la importancia del lenguaje en el aprendizaje de las matemáticas, así como los diferentes puntos de vista de autores especialistas en el tema. Se incluyen definiciones de: lenguaje, lengua, lenguaje natural o materno, lenguaje matemático, símbolo, significado, concepto, así como también las diferencias entre el lenguaje natural y el lenguaje matemático, expresadas por varios autores. 1.1El Lenguaje Actualmente, el interés por la relación entre lenguaje y enseñanza disciplinar viene motivado por las dificultades que tienen los alumnos para aprender a hablar, a leer, a calcular, y razonar de manera abstracta, las situaciones matemáticas. Comprender cómo se desarrolla el pensamiento lógico matemáticos ha significado el objeto de estudio para diferentes investigaciones en el campo de la didáctica de las matemáticas. Los alumnos deben adquirir un vocabulario concreto, así como medios de expresión y frases que son específicamente matemáticas y que hacen posible explicar los conceptos de esta disciplina. Con el surgimiento del álgebra simbólica en el siglo XVI, nace un lenguaje propio para la matemática, una de cuyas características es la de ser un lenguaje que se auto explica. La nueva tendencia a relacionar el aprendizaje de la matemática con los procesos de adquisición y uso de dicho lenguaje, más que con su construcción concepto a concepto, conduce a reformulaciones importantes acerca de los objetos de estudio y de los fenómenos que hay que observar en el campo de la investigación. Estos replanteamientos varían de unos autores a otros, ya que la diversidad de trabajos que se pueden englobar en la tendencia mencionada corresponde, a su vez, a una variedad de enfoques. (Fernández, 2000, p.197).La matemática descansa en un lenguaje que es… Un lenguaje propio, generado y pulido a través de los siglos, las culturas y los progresos técnicos: el llamado lenguaje simbólico-matemático es un lenguaje vivo, que se está haciendo, prácticamente hoy universal, fuertemente estructurado, inequívoco y completo en sus propósitos. Una diferencia importante entre la Matemática y otras ciencias aparece en que los objetos matemáticos son abstractos motivo por el cual no pueden ser manipulados como objetos físicos y sólo se puede acceder a ellos a través de un sistema de representaciones. Según (Duval, 2006) y (D’Amore, 2005) los sistemas de representación cumplen un rol de suma importancia en el trabajo con objetos matemáticos que supera a la designación y comunicación, los consideran indispensables en la función cognitiva del pensamiento, dado que ninguna acción matemática puede ocurrir fuera de un sistema de representación. Las dificultades en la comprensión del lenguaje matemático se acentúan cuando se estudian las definiciones de los conceptos en textos semi-formalizados, dando como resultado que la mayoría de los estudiantes no puedan leerlos. Cuando los estudiantes tienen que leer un texto semi-formalizado, ya sea de matemáticas o de la propia disciplina, la estrategia típica 1 es leer los enunciados informales y “darle la vuelta a las definiciones”, perdiendo una parte importante del conocimiento matemático. Considerar el lenguaje como un aspecto secundario en relación con los objetos o sostener que la objetividad de la Matemática está estrechamente unida a su formulación lingüística, ellas son las posiciones sostenidas por las corrientes Intuicionista (Brouwer) y Formalista (Hilbert), respectivamente, se sostendrá que la construcción de los objetos matemáticos no es posible sin un lenguaje, como señala Popper (1974):“No puede haber construcción de los objetos matemáticos sin un control crítico constante y no puede haber crítica sin una formulación lingüística de nuestras construcciones.” Para explicar el mundo natural se usan las matemáticas, tal como lo expresó (Wigner,1963): “La enorme utilidad de las matemáticas en las ciencias naturales es algo que roza lo misterioso, y no hay explicación para ello. No es en absoluto natural que existan “leyes de la naturaleza”, y mucho menos que el hombre sea capaz de descubrirlas. El milagro de lo apropiado que resulta el lenguaje de las matemáticas para la formulación de las leyes de la física es un regalo maravilloso que no comprendemos ni nos merecemos.” Las reflexiones de Freudenthal en torno a las diferencias y similitudes del lenguaje algebraico con la lengua materna y la aritmética sugieren dimensiones de análisis de dicho lenguaje que contemplen sus aspectos sintácticos y semánticos. Definen su problemática en términos de símbolos y lo que representan o, como en el caso de Vergnaud, en términos de la naturaleza de ser indisociables, uno de otro, del significado y el significante (Vergnaud, 1981). La perspectiva que adopta Vergnaud permite una concepción constructivista en un sentido más amplio (que la concilia con la necesidad de tomar en cuenta el papel del lenguaje): «El conocimiento es activamente construido por el sujeto organizador quien, en un proceso adaptativo e interactivo con su medio ambiente, organiza su mundo de experiencias» (Vergnaud 1987). Dicha concepción se refiere no solamente a la adquisición del conocimiento matemático, sino también al desarrollo de las habilidades lingüísticas mismas. Así, según lo indica C. Laborde en el capítulo 3 de Mathematics and Cognition(Laborde, 1990), ello significa que, desde una perspectiva psicolingüística, el objeto que ha de ser estudiado no es el discurso mismo, sino el discurso como resultado de la actividad conceptual en un contexto dado y en un ambiente social determinado. Analiza las posibles relaciones entre Lenguaje y Matemáticas y elige estudiar las Matemáticas como un Lenguaje. La llama la visión metafórica de las Matemáticas como Lenguaje lo que le permite considerar el aprendizaje delas matemáticas como análogo al aprendizaje de un idioma extranjero. Compara la competencia meta-matemática con la metalingüística y resume su postura diciendo: “aprender a hablar y, de modo más sutil, aprender a significar como un matemático, supone adquirir las formas, los significados y los modos de ver que se hallan en el registro matemático” (Pimm, 1987, página 288). (Cauty, 1984, página 86) Destaca las diferencias: “los observables fundamentales no son producciones lingüísticas, sino matemáticas. Es decir producciones escritas y doblemente 2 heterogéneas que articulan una lengua natural (LN), en tanto que sistema de fundación, sistemas ad hoc de escrituras simbólicas (ES), en tanto que útiles algorítmicos de cálculo, y sistemas de representaciones gráficas (CG) en tanto que técnicas de representación visual”.Laborde (1982) utiliza este mismo punto de vista, ya que esta autora dice: «en un texto matemático escrito se utilizan dos códigos, la lengua natural y la escritura simbólica, es decir, una escritura formada por signos exteriores a la lengua natural tales como paréntesis, +, x, o letras y números. Estos signos pueden combinarse siguiendo reglas específicas para engendrar expresiones simbólicas». La Lengua Matemática, LM, es, según esta autora, el resultado del uso de esos dos códigos en interacción, la Lengua natural y la escritura simbólica. (Godino,2000) Da un esquema de características de las matemáticas, que toma como hipótesis cognitivo-epistemológicas a fin de analizar el significado delos objetos matemáticos desde un punto de vista prismático. Entre esas características figura la de que “la matemática es un lenguaje simbólico en el que se expresan las situaciones problema y las soluciones encontradas. Los sistemas de símbolos matemáticos tienen una función comunicativa e instrumental”. Reconoce por tanto al lenguaje matemático sus funciones esenciales comunicativa e instrumental. Este investigador separa de la característica “ser un lenguaje simbólico” la de ser la matemática un sistema conceptual lógicamente organizado, pero el lenguaje simbólico engloba el sistema sintáctico y el semántico interrelacionados, por lo que esa característica es intrínseca al propio lenguaje matemático, es su plano semántico. Al separarlos lo que se hace es remarcar la organización lógica del plano semántico, organización que podemos tenerla en la cabeza, pero que sólo se puede ver y evaluar a través de la estructura de las expresiones sintácticas. (Bogomonlny,2010) Como observó “El lenguaje matemático es mucho más exacto que cualquier otro que se pueda pensar”, pero al mismo tiempo hay que mencionar que las matemáticas son “limitadas en sus capacidades lingüísticas”. 1.2 El significado El ‘significado’ “es uno de los términos más ambiguos y más controvertidos de la teoría del lenguaje” (Ullmann, 1962, p. 62). En el texto clásico The Meaning of Meaning, Ogden y Richards (1923) recogieron no menos de diecisiete definiciones de ‘significado’. Desde entonces se han añadido muchos nuevos usos, implícitos o explícitos, incrementando por tanto su ambigüedad. A pesar de esto la mayoría de los tratadistas, son reacios a abandonar un término tan fundamental, prefieren definirlo de nuevo y añadirle varias calificaciones. (Balacheff, 1990) Como cita el significado como palabra clave de la problemática de investigación de la Didáctica de la Matemática: "Un problema pertenece a una problemática de investigación sobre la enseñanza de la matemática si está específicamente relacionado con el significado matemático de las conductas de los alumnos en la clase de matemáticas" (p. 258). 3 (Dummett,1991) Relaciona, el significado y la comprensión desde una perspectiva más general: "una teoría del significado es una teoría de la comprensión; esto es, aquello de lo que una teoría del significado tiene que dar cuenta es lo que alguien conoce cuando conoce el lenguaje, esto es, cuando conoce los significados de las expresiones y oraciones del lenguaje" (p. 372). Desde el punto de vista de la psicología cultural, el objetivo principal de la misma, según (Bruner, 1990), es el estudio de las reglas a las que recurren los seres humanos a la hora de crear significados en contextos culturales. "El concepto fundamental de la psicología humana es el de significado y los procesos y transacciones que se dan en la construcción de los significados" (Bruner, 1990, p. 47). La preocupación por el significado de los términos y conceptos matemáticos lleva directamente a la indagación sobre la naturaleza de los objetos matemáticos, a la reflexión ontológica y epistemológica sobre la génesis personal y cultural del conocimiento matemático y su mutua interdependencia. Recíprocamente, detrás de toda teoría sobre la formación de conceptos, o más general, de toda teoría del aprendizaje hay unos presupuestos epistemológicos sobre la naturaleza de los conceptos, y por tanto, una teoría más o menos explícita del significado de los mismos. 1.2.1 Teorías referenciales o analíticas del significado El análisis del significado de los objetos matemáticos está estrechamente relacionado con el problema de las representaciones externas e internas de dichos objetos. La relación de significación se suele describir como una relación ternaria, analizable en tres relaciones binarias, dos directas y una indirecta, como se propone en el llamado "triángulo básico" de Ogden y Richards (1923) como se muestra en la figura siguiente: Como describe Font (2000b), la opción epistemológica "representacionalista", presupone que la mente de las personas produce procesos mentales y que los objetos externos a las personas generan representaciones mentales internas. La opción representacionalista presupone que tanto el referente como el significante tienen un equivalente en la mente del sujeto que los utiliza. Con este postulado, a los objetos A (significante) y C (referente) se les asocia otros objetos A' y C', que junto a B (referencia conceptual individual) se 4 consideran como representaciones mentales. A sería una representación externa de C, mientras que C se considera un objeto exterior al sujeto. En esta opción representacionista del conocimiento, la mente se considera como un espejo en el que se reflejan los objetos del mundo exterior. Las posiciones epistemológicas no representacionistas rechazan el postulado básico del representacionismo según el cual existe una relación homeomórfica entre objetos mentales y objetos externos. El término representación se usa con diferentes sentidos. Por una parte, la representación es considerada como un objeto, bien mental (A', C', B), o real A, C; pero también la representación es la relación o correspondencia que se establece entre dos objetos, de manera que uno de ellos se pone en lugar del otro. Esta relación puede darse entre objetos del mismo mundo, o entre mundos diferentes (Font, 2000b), lo que tiene implicaciones ontológicas muy diferentes. La relación entre objetos del mismo mundo es una manera débil y bastante admitida de considerar la representación, ya que se refiere a todo aquello que se puede interpretar a propósito de otra cosa. La relación entre objetos de mundos diferentes es una manera mucho más fuerte de entender la representación, ya que presupone una realidad exterior y su correspondiente imagen mental, así como una determinada manera de entender la percepción, el lenguaje y la cognición. La problemática del significado nos lleva a la compleja cuestión: ¿cuál es la naturaleza del significatum del concepto?, o más general, ¿cuál es la naturaleza de los objetos matemáticos? En matemáticas, los distintos tipos de definiciones que se utilizan (por abstracción, inducción completa, etc.) describen con precisión las notas características de sus objetos: un concepto matemático viene dado por sus atributos y por las relaciones existentes entre los mismos. Pero en el campo de la psicología cognitiva, interesada por los procesos de formación de los conceptos, la concepción según la cual no existen atributos necesarios y suficientes que determinen completamente la estructura interna de los conceptos ha adquirido una posición dominante. Como indica (Pozo, 1989), a partir fundamentalmente de la obra de E. Rosch, se ha impuesto la idea de que los conceptos están definidos de un modo difuso. Esta nos parece que es la posición adoptada por (Vergnaud,1982, 1990) quien propone una definición de concepto, adaptada para los estudios psicológicos y didácticos, en la cual incluye no solo las propiedades invariantes que dan sentido al concepto, sino también las situaciones y los significantes asociados al mismo. De acuerdo con (Kutschera, 1979) las teorías del significado pueden agruparse en dos categorías:realistas y pragmáticas. Las teorías realistas (o figurativas) conciben el significado como una relación convencional entre signos y entidades concretas o ideales que existen independientemente de los signos lingüísticos; en consecuencia, suponen un realismo conceptual. "Según esta concepción el significado de una expresión lingüística no depende de su uso en situaciones concretas, sino que el uso se rige por el significado, siendo posible una división tajante entre semántica y pragmática" (Kutschera, 1979; p. 34). Una palabra se hace significativa por el hecho de que se le asigna un objeto, un concepto o una proposición como significado. De esta forma hay entidades, no necesariamente 5 concretas, aunque siempre objetivamente dadas con anterioridad a las palabras, que son sus significados. La forma más simple de la semántica realista se presenta en los autores que atribuyen a las expresiones lingüísticas solo una función semántica, consistente en designar (en virtud de unas convenciones) ciertas entidades, por ejemplo: • el significado de un nombre propio consiste en el objeto que se designa por dicho nombre; • los predicados (por ejemplo, esto es rojo; A es más grande que B) designan propiedades o relaciones o, en general, atributos; • las oraciones simples (sujeto - predicado - objeto) designan hechos (por ejemplo, Madrid es una ciudad) En las teorías realistas (como las defendidas por Frege, Carnap, los escritos de Wittgenstein del Tractatus,...), por tanto, las expresiones lingüísticas tienen una relación de atribución con ciertas entidades (objetos, atributos, hechos). La función semántica de las expresiones consiste simplemente en esa relación convencional, designada como relación nominal. 1.2.2 Teorías operacionales o pragmáticas del significado Una concepción enteramente diferente del significado es la formulada por Wittgenstein en Philosophical Investigations publicadas póstumamente en 1953, aunque un cuarto de siglo antes (Bridgman, 1927) había recalcado el carácter puramente operacional de conceptos científicos como "longitud", "tiempo" o "energía". "Entendemos por cualquier concepto nada más que una serie de operaciones; el concepto es sinónimo con el correspondiente conjunto de operaciones". Esta manera de concebir los conceptos científicos se extendió al significado de las palabras en general mediante la fórmula: "El verdadero significado de una palabra ha de encontrarse observando lo que un hombre hace con ella, no lo que dice acerca de ella". Wittgenstein da un paso más afirmando que el significado de una palabra es su uso: "Para un gran número de casos -aunque no para todos- en que empleamos la palabra "significado", este puede definirse así: el significado de una palabra es su uso en el lenguaje" (Wittgenstein, 1953, p. 20). La concepción operacionista del significado resalta el carácter instrumental del lenguaje. "Pensad en los utensilios de una caja de herramientas: hay allí un martillo, alicates, un serrucho, un destornillador, una regla, un bote de cola, cola, clavos y tornillos. Las funciones de las palabras son tan diversas como las funciones de estos objetos" (Wittgenstein, 1953, p. 6). Al igual que ocurre en el ajedrez, en el que "el significado" de una pieza debemos referirlo a las reglas de su uso en el juego, el significado de las palabras vendrá dado por su uso en el juego de lenguaje en que participa. El enfoque operacional tiene el mérito de definir el significado en términos contextuales, es decir, puramente empíricos, sin necesidad de recurrir a estados o procesos mentales vagos, intangibles y subjetivos. Sin embargo, aunque da cuenta perfectamente de la valencia instrumental del lenguaje, no así de la valencia representacional, de la que no se puede 6 prescindir, como el propio Wittgenstein reconoce. Al indagar en los usos de los términos y expresiones encontraremos con frecuencia usos típicos extrayendo el rasgo o rasgos comunes de una selección representativa de contextos. De esta manera podemos asignar a las palabras o expresiones el uso prototípico identificado llegando de esta manera a una concepción referencial del significado. "La terminología sería diferente, pero reaparecería el dualismo básico, con el "uso", desempeñando el mismo papel que el "sentido", la "referencia" u otros términos de teorías más abiertamente referenciales" (Ullmann, 1962, p. 76). En lo que respecta a la categoría operacional de las teorías del significado, calificadas también como pragmáticas, las dos ideas básicas son las siguientes: • el significado de las expresiones lingüísticas depende del contexto en que se usan; • niegan la posibilidad de observación científica, empírica e intersubjetiva de las entidades abstractas - como conceptos o proposiciones-, que es admitida implícitamente en las teorías realistas. Lo único accesible a la observación en estos casos, y por tanto, el punto de donde hay que partir en una investigación científica del lenguaje es el uso lingüístico. A partir de tal uso es como se debe inferir el significado de los objetos. Una concepción pragmática u operacional del significado es abiertamente defendida por Wittgenstein en su obra Investigaciones filosóficas. En su formulación una palabra se hace significativa por el hecho de desempeñar una determinada función en un juego lingüístico, por el hecho de ser usada en este juego de una manera determinada y para un fin concreto. Para que una palabra resulte significativa, no es preciso, pues, que haya algo que sea el significado de esa palabra. (Wittgenstein, 1953) Para el no existe siempre una realidad en sí que sea reflejada por el lenguaje, cuyas estructuras tengan, por tanto, que regirse de acuerdo con las estructuras ontológicas, sino que el mundo se nos revela sólo en la descripción lingüística. Para este autor, hablar es ante todo una actividad humana que tiene lugar en contextos situacionales y acciónales muy diversos y debe, por tanto, ser considerada y analizada en el plano de estos contextos. El lenguaje puede formar parte de diversas "formas de vida"; hay tantos modos distintos de empleo del lenguaje, tantos juegos lingüísticos, como contextos situacionales y acciónales. 1.3 El símbolo Un símbolo es la representación perceptible de una idea, con rasgos asociados por una convención socialmente aceptada. Es un signo sin semejanza ni contigüidad, que solamente posee un vínculo convencional entre su significante y su denotado, además de una clase intencional para su designado. El vínculo convencional nos permite distinguir al símbolo del icono como del índice y el carácter de intención para distinguirlo del nombre. Los símbolos son pictografías con significado propio. Muchos grupos tienen símbolos que los representan; existen símbolos referentes a diversas asociaciones culturales: artísticas, religiosas, políticas, comerciales, deportivas, etc. 7 http://es.wikipedia.org/wiki/Icono http://es.wikipedia.org/wiki/Nombre http://es.wikipedia.org/wiki/Grupo http://es.wikipedia.org/wiki/Cultura http://es.wikipedia.org/wiki/Arte http://es.wikipedia.org/wiki/Religi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADtica http://es.wikipedia.org/wiki/Comercio http://es.wikipedia.org/wiki/Deporte En el ámbito científico y técnico, el símbolo es una abreviación constituida por signos o letras que difieren de la abreviatura por carecer de punto. Tal es el caso de los símbolos químicos (ej. C, O, H20, C4H10), matemáticos (∈, ∃, ∀⇔, , , /, ≠, +, %, <, Π, Σ, √, etc.), denominados logogramas (Pimm, 1990), que son como las “palabras” de un idioma,las unidades (ej. m, kg, cd), los puntos cardinales (ej. N, O), los símbolos de monedas (ej. $, €), etcétera, y cuyo fin fundamental es simplificar la escritura y la trasmisión de las ideas y el conocimiento. 1.3.1 ¿Cuáles son los contenidos simbólicos en matemáticas? Simples. Construcciones conceptuales que el alumno representa internamentey a las que le remite el significante correspondiente (3, 12, sumar, cero, ángulo, etc.) Compuestos. Relacionales entre conceptos y expresiones operatorias. (8 > 5). De los compuestos se subdividen: • Ecuacionales. Igualdades o desigualdades. Es decir, escrituras en las que hay relacionantes entre dos partes. • No ecuacionales. Son notaciones compuestas y códigos simples que tienen una operatoria que hay que realizar implícita o explícita. (%, ¾ de 40) Lo que pretende esta clasificación es poner acento en los aspectos simbólicos de la matemática, clasificarlos y enfatizarlos con utilidad para la mejora del trabajo en el aula. Y no contradecir otras categorizaciones. 1.4 Tipos de lenguajes 1.4.1Lenguaje artificial El lenguaje artificial tiende a un uso restrictivo en sus diversos ámbitos científicos, o contextos técnicos o comerciales. El lenguaje artificial supone una creación consciente, metódica, regido por convenciones arbitrarias, establecidas por los especialistas, y requiere un aprendizaje deliberado y planificado. 1.4.2El lenguaje científico Tiende hacia la codificación, formalizando palabras y expresiones con un preciso significado en ese determinado contexto y no en otro; dando por supuesto que es el lector el que tiene que estar a ese nivel de la interpretación para producir la posible comunicación. 8 http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADmbolo_qu%C3%ADmico http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADmbolo_qu%C3%ADmico http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno http://es.wikipedia.org/wiki/Agua http://es.wikipedia.org/wiki/Butano http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades http://es.wikipedia.org/wiki/Metro http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo http://es.wikipedia.org/wiki/Candela http://es.wikipedia.org/wiki/Norte http://es.wikipedia.org/wiki/Oeste http://es.wikipedia.org/wiki/Moneda http://es.wikipedia.org/wiki/Peso_(moneda) http://es.wikipedia.org/wiki/Euro 1.4.3Lenguaje formal Un lenguaje formales un lenguaje cuyos símbolos primitivos y reglas para unir esos símbolos están formalmente especificados.Al conjunto de los símbolos primitivos se lo llama el alfabeto (o vocabulario) del lenguaje, y al conjunto de las reglas se lo llama la gramática formal (o sintaxis), puede estar compuesto por un número infinito de fórmulas bien formadas. Los lenguajes formales se pueden especificar de una amplia variedad de formas, como por ejemplo: • Cadenas producidas por una gramática formal (véase Jerarquía de Chomsky). • Cadenas producidas por una expresión regular. • Cadenas aceptadas por un autómata, tal como una máquina de Turing. 1.4.4Lenguaje natural El término lenguaje es bastante ambiguo. Se usa tanto para denotar la función comunicativa entre individuos, como para denotar un particular sistema de signos o símbolos o para describir el uso que se le da a este sistema en un contexto determinado. Saussure en su Curso de lingüística general (1945) concibe al lenguaje (le langage) como constituido por dos entidades complementarias: lengua (la langue) y habla (la parole). La lengua es un sistema de signos y el habla es la codificación de mensajes específicos, descifrados luego por quienes participan en el proceso de comunicación. En este sentido se dice que la lengua existe en un estado potencial, es un sistema de signos listo para ser utilizado en el habla, mientras que el habla existe a través de impresiones sonoras, dotadas de significado común al grupo social. Se puede pensar entonces en la lengua como un modelo lingüístico que determina el habla, y en el habla como un acto que incide también en el modelo lingüístico. Esta determinación recíproca hace variar la lengua muy lentamente, tanto que puede ser imperceptible para los hablantes (por ejemplo en la lengua materna) o llevarse a cabo durante siglos; se suceden variaciones en el vocabulario, cambios fonéticos, gramaticales, de significado, entre otros. Lengua y habla, son inseparables en la práctica, en el acto comunicativo, y constituyen los dos aspectos del fenómeno lenguaje. El lenguaje, y por ende el habla y la lengua (como la concibe Saussure) constituyen un importante objeto de estudio y de reflexión por parte de profesores y alumnos y en general de la educación matemática, por cuanto ésta trata no sólo con el lenguaje matemático, sino con el natural (o materno), el corporal, gestual, entre otros. 9 http://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje http://es.wikipedia.org/wiki/Alfabeto http://es.wikipedia.org/wiki/Gram%C3%A1tica_formal http://es.wikipedia.org/wiki/Gram%C3%A1tica_formal http://es.wikipedia.org/wiki/Jerarqu%C3%ADa_de_Chomsky http://es.wikipedia.org/wiki/Expresi%C3%B3n_regular http://es.wikipedia.org/wiki/Aut%C3%B3mata http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Turing Cada alumno, y el profesor, pueden poseer sistemas distintos de lenguaje, en su lengua y habla matemática (como también en el lenguaje natural o materno). Sin embargo, “la lengua [...] sólo puede ser alcanzada mediante el habla; es, por consiguiente, analizando las expresiones específicas como cabe esperar identificar las unidades de que se compone la lengua” (Ullmann, 1967) El lenguaje natural es el lenguaje hablado y/o escrito por humanos para propósitos generales de comunicación, para distinguirlo de otros como puedan ser una lengua construida, los lenguajes de programación o los lenguajes usados en el estudio de la lógica formal, especialmente la lógica matemática. El lenguaje natural es el propio de la especie, en una determinada colectividad; tiene un aprendizaje en gran medida innato y un uso inconsciente en los primeros años de vida. En cuanto al uso, los lenguajes naturales son los que empleamos en la vida corriente, son nuestro modo de expresión habitual. 1.4.4.1Los principios y reglas que rigen el lenguaje natural (materno) Goodenough (1971, pp. 159-163) clasifica las normas que rigen el comportamiento comunicativo o lingüístico en cinco sistemas: fonológico, morfológico, sintáctico, semántico y simbólico. FONOLÓGICO: Comprende normas para distinguir sonidos, entonación, acentos y, normas para su organización. La unidad básica en este sistema es el fonema: “unidades de sonido lingüístico a partir de las cuales se construye el vocabulario de una lengua” (p. 160). MORFOLÓGICO: Comprende los principios mediante los cuales se combinan formas para construir palabras. Concibe las formas [morfemas]5 como las unidades mínimas que transportan significados concretos, construidas por combinaciones de los fonemas. (p. 161). SINTÁCTICO: Abarca los principios sintácticos, mediante los cuales se ordenan palabras y frases. (p. 162). SEMÁNTICO: Se ocupa de las normas a través de las cuales se seleccionan palabras y expresiones para transmitir significados. Abarca tanto las formas lingüísticas como los no-lingüísticas (percepciones, conceptos) que se reflejan en las formas lingüísticas. (p. 162). SIMBÓLICO: Comprende los principios que determinan usos expresivos y evocativos de las formas lingüísticas. Por ejemplo, la referencia a sentimientos, emociones, etc. (p. 163). La lengua y el habla, entonces, se construyen atendiendo a los sistemas de signos, principios y reglas de una manera normativa, pero obedecen también al uso en un contexto. 10 La clasificación de Goodenough puede facilitar el estudio del lenguaje (lengua y habla) “utilizado” en el aula. En particular, los sistemas SINTÁCTICO, SEMÁNTICO y SIMBÓLICO son de especial interés en la actividad escolar. Los principios que comprenden (en el contexto del aula) inciden en buena parte de la actividad matemática y no matemática desarrollada en el aula. 1.4.5 Lenguaje matemático La Matemática tiene, como la mayoría de las ciencias y otras disciplinas del saber, un lenguaje particular, específico, el cual simplifica, en algunos casos, la comunicación, y por otrolado clarifica y designa de una manera exacta, sin posible confusión, sus contenidos. Todos y cada uno de los símbolos de escritura definidos y utilizados tienen una tarea determinada, exacta, sin solapamientos ni posibles equívocos, mientras que también la estructura de su presentación es idónea para su perfecta comprensión. Puede describirse como un sistema regido por principios y reglas sobre los sonidos, símbolos, expresiones, diagramas, gráficos, significado, e incluso, sobre sentimientos y emociones con respecto al lenguaje y a la actividad matemática Es usual diferenciar tres categorías de palabras usadas en el proceso de la enseñanza de la Matemática La naturaleza del lenguaje matemático es entendida de formas muy diversas entre los profesores y estudiantes. Esta concepción guarda relación con el proceso de estudio de la Matemática, así como con la comunicación que se lleva a cabo en el contexto del aula. La riqueza del lenguaje matemático no es, frecuentemente, utilizada con fines didácticos en las clases (en las discusiones, lo escrito en la pizarra, evaluaciones, etc.) y en los materiales escritos (libros de texto, guías de clase, compendios de problemas, etc.). • categoría 1 Palabras técnicas que, normalmente, no forman parte del lenguaje cotidiano. Los matemáticos han desarrollado una serie de términos específicos para comunicarse entre sí, que pueden causar problemas en las clases de Matemática en caso de que los alumnos no lleguen a dominarlo. •Categoría 2 •Palabras que aparecen en la Matemática y en el lenguaje ordinario, aunque no siempre con el mismo significado en los dos contextos. A causa de interpretaciones lingüísticas diferentes se producen innumerables confusiones cuando el profesor emplea términos del dialecto matemático y los alumnos lo interpretan de acuerdo con el lenguaje ordinario, (por ejemplo, infinito, igual, semejante, transformación,...) • categoría 3 •Palabras que tienen significados iguales o muy próximos en ambos contextos, (por ejemplo, alineados, paralelos, perpendiculares…) • categoría 4 •Palabras que tienen significado diferente dentro del mismo lenguaje matemático. Por ejemplo, la palabra cuadrado. No es lo mismo el significado en “nueve al cuadrado” que en “el cuadrado es un ejemplo de cuadrilátero”. CATEGORÍAS DE PALABRAS USADAS EN EL PROCESO DE LA ENSEÑANZA DE LA MATEMÁTICA 11 1.4.5.1 El registro matemático “Un registro es un conjunto de significados apropiados para una determinada función del Lenguaje, junto con las palabras y estructuras que expresan esos significados” (Halliday, 1978, página 195). Si consideramos al lenguaje matemático, su lengua la constituye el sistema de signos (símbolos matemáticos, gráficos, gestos, expresiones corporales, entre otros) compartidos por una comunidad (de matemáticos o una institución, como la escuela, un aula, etc.) y las reglas de uso de ese sistema; el habla matemática reúne los usos de ese sistema por un individuo en un contexto en particular. “En el contexto educativo de las clases de matemáticas se dan dos razones principales para que los alumnos hablen: para comunicarse con los demás y para hablar consigo mismo [...] Hablar para uno mismo incluye situaciones en las que los alumnos pueden hablar en voz alta, aunque su efecto principal no sea tanto comunicarse con los demás sino ayudarse a organizar los propios pensamientos” (Pimm, 1999, p. 51). “Hablar para uno mismo” en el sentido de Pimm se puede entender como un acto individual, pero individual en el sentido de Saussure se debe al uso del lenguaje por una persona, así que “hablar para uno mismo” y “hablar con otros” son de carácter individual. Es la forma concreta de utilizar símbolos, un vocabulario especializado, precisión en los términos, estructuras gramáticas, formalidad e impersonalidad que resulta en modos e expresión que son evidentemente matemáticos. Un registro no es solo un conjunto de palabras a las que se les han asignado diferentes significados, o palabras nuevas desarrolladas para expresar distintos conceptos. El discurso matemático es un conjunto de convenciones y códigos lingüísticos muy arraigados que se han desarrollado a través de muchos siglos y que regulan como se desarrolla el discurso matemático. Cuando los profesores se centran en desarrollar la destreza del alumno para utilizar el registro, estos últimos se sienten como parte de una comunidad de individuos que sabe hacer bien uso de los conceptos matemáticos. El estilo matemático convencional no tiene palabras superfluas, solo comunica lo necesario, también es atemporal, conciso e impersonal. El estilo impersonal es una convención aceptada en muchos escritos académicos y en especial en textos matemáticos. El uso de la voz pasiva y la supresión de pronombres personales son característicos del discurso matemático y esto contribuye al tono de “voz autoritaria y distante” que es tan común en los textos matemáticos. El contexto de la situación matemática determina la forma en que debe leerse el símbolo. 1.4.5.2 Vocabulario específico El registro matemático tiene un vocabulario específico. Usa palabras que se dividen en tres categorías; 1. Palabras que tienen el mismo significado en el lenguaje común que en el matemático, palabras que se utilizan para ubicar a las matemáticas en un contexto. 2. Palabras que tienen un significado solo en el lenguaje matemático. 3. Palabras que tienen diferentes significados tanto en el leguaje matemático como en el lenguaje natural. 12 El primero es que aunque las palabras utilizadas en una clase de matemáticas pueden ser similares a las palabras utilizadas en situaciones del día a día, en ocasiones el alumno precisa pensar en ellas de un modo diferente cuando se trata de matemáticas. 1.4.5.3 Los principios y reglas que rigen el lenguaje matemático El lenguaje matemático como un sistema regido por principios y reglas sobre los sonidos, símbolos, expresiones, diagramas, gráficos, significado, e incluso, sobre sentimientos y emociones con respecto al lenguaje y a la actividad matemática. La lengua matemática sirve para la codificación de mensajes matemáticos. Esta codificación se apoya en los principios y normas que rigen el lenguaje matemático. (Goodenough, 1971, pp. 159-163) se refiere al lenguaje natural o materno, pero considerando al lenguaje matemático ¿describen estos principios y reglas a todos sus objetos? La naturaleza de los objetos matemáticos, del habla matemática y su registro escrito implica adoptar, siguiendo la clasificación de este investigador, nociones distintas de forma, principio sintáctico, normas de construcción de significado y la misma idea de símbolo. En este caso es recomendable utilizar notaciones diferentes para que abra las reglas para el uso de símbolos y para la construcción de diagramas y gráficos: Estas reglas tienen que ver con el uso de una simbología adecuada y con la construcción de diagramas y gráficos. Para la construcción de gráficos en el plano existen algunas reglas de uso común; por ejemplo, disponer el eje x de forma “horizontal”, representar “unidades” en cada eje, entre otras. Sobre los principios sintácticos: éstos obedecen ya no sólo a las palabras en el lenguaje materno sino a los de los símbolos en el lenguaje matemático. Tienen que ver con el “orden correcto” y con la “validez” en las expresiones construidas. Sobre los principios semánticos: éstos tienen que ver con las normas y convenciones relacionadas con el significado dado por el uso a palabras, símbolos, expresiones, gráficos o diagramas; se refieren a la relación entre los signos y los objetos a que hacen referencia. Sobre el sistema “simbólico” de Goodenough: Por otra parte, (Goodenough, 1971) también distingue un sistema (para el lenguaje natural) que denomina “simbólico”, el cual comprende principios que determinan usos expresivosy evocativos de las formas lingüísticas (sentimientos, emociones, etc.). FONOLÓGICO Comprende principios y normas para distinguir sonidos (fonemas), entonación, acentos, así como para su organización. SIMBÓLICO Y GRÁFICO Abarca principios y reglas para el uso de símbolos y para la construcción de diagramas y gráficos. 13 SINTÁCTICO Los principios sintácticos tienen que ver con “el orden” y “la validez” de las expresiones construidas. SEMÁNTICO Comprende las reglas y convenciones relacionadas con el significado dado por el uso de los objetos de los sistemas anteriores. EXPRESIVO Y EVOCATIVO Abarca principios y reglas sentimientos y emociones sobre el lenguaje y la actividad matemática.Por ejemplo: (a) sobre los juicios relacionados con la elegancia de una demostración, (b) sobre las dudas asociadas a la validez de lo realizado en un problema, etc. 1.5 La escritura matemática En un libro de Matemáticas nos podemos encontrar una expresión como “existe un elemento x perteneciente a un conjunto que llamamos A”, aunque es más típico encontrar esta otra{𝑥𝑥𝑥𝑥 𝐴𝐴}. La primera la reconocemos como expresión verbal escrita, ya que sigue las reglas de cómo se escribe normalmente en castellano. La segunda en cambio es, al menos en principio, dudosa. Hay en ella dos caracteres𝑥𝑥, 𝑥𝑥 , que no pertenecen al alfabeto del castellano y que no sabríamos leer aplicando las reglas de que dispone una persona competente en esta lengua; pero además toda la expresión es como un bloque, como una palabra escrita en otro idioma, cuya comprensión no se logra ni deletreándola ni por una traducción simple a expresión verbal, oral o escrita. La situación se hace más patente a poco que se complejice este tipo de expresión, que llamaremos expresión simbólica específica de Matemáticas en este caso. La escritura matemática contiene en general una mezcla de expresión verbal y expresión simbólica específica, que no es vertible en su totalidad a expresión verbal. Hay propiedades visuales de las expresiones simbólicas matemáticas que se pierden irremisiblemente en el intento de traducción de una forma de expresión a otra. Otra cosa es que las distintas formas expresivas que aparecen en un libro escolar de Matemáticas sean en parte traducibles; de expresión verbal escrita a expresión simbólica específica y desde cualquiera de éstas a expresión gráfica, como ha analizado en otro lugar (Sanz, 1990). 1.5.1Análisis semiótico de la escritura La autora (Ruiz, 1992) en su estudio de la tecnología gráfica admite que los medios de comunicación visual y verbal oral partían de un esquema cognoscitivo común; que a partir del IV milenio a. C. abundan los testimonios que indican una interrelación entre procedimientos de expresión puramente gráficos y los lingüísticos y que progresivamente se fue especializando una expresión de las representaciones verbales, no llegando a constituirse una expresión autónoma codificada del sistema visual. Esta opción supuso una pérdida de autonomía del sistema de la escritura que desde entonces pasó a depender del patrón lingüístico. 14 En las expresiones escritas se pueden considerar dos grandes grupos. En el primero tendríamos las escrituras cuyo tipo de grafismos tratan de expresar directamente conceptos o signos lingüísticos completos (ideogramas,logogramas,...). En el segundo tendríamos aquellas escrituras cuyos elementos están completamente subordinados a las representaciones fonéticas del Lenguaje (fonogramas) en las variantes silábicas, consonánticas o alfabéticas. La escritura terminó especializándose en el segundo tipo, lo cual le permitió alcanzar características que le hacen un instrumento de gran perfección, pero se ha convertido en un sucedáneo de la expresión oral en el Lenguaje natural, por lo cual puede ser sustituida por la oralidad en todo momento. Por tanto, lo que en la actualidad llamamos escritura correspondiente a una Lengua, el castellano por ejemplo, es estrictamente la expresión verbal escrita, o sea, una representación fonética alfabética. Pero la escritura matemática es algo más. La escritura matemática engloba la Lengua escrita, bajo un registro especial que hemos llamado registró matemático, y la expresión del sistema simbólico específico, ramas 1 y 2 respectivamente del esquema de la Figura 1.Las expresiones del tipo 2 se ven, no simplemente se leen. Aunque muchas de ellas pueden ser leídas, en el sentido de que puede obtenerse una traducción a expresión verbal oral, lo leído es más una descripción de la expresión que la reconstrucción de un signo equivalente, ya que esas expresiones gozan de ciertas propiedades transformacionales que permiten desplazamientos parciales dentro de las mismas, inversión, combinación, etc., que no se mantienen en la expresión verbal asociada. O sea, el Lenguaje Matemático se construye directamente sobre ellas, sin tener que pasar por la mediación de la expresión verbal oral. En la Figura 1 se ha esquematizado la descripción que acabo de hacer, adaptando un esquema que propone (Ruiz, 1992, página 50) para la construcción histórica de la escritura. En este esquema puede añadirse una conexión entre los sistemas de representación artística y funcional pues tanto con técnicas tradicionales como actuales se suelen producir las mejores representaciones visuales con una integración de ambas, como puede verse en las maravillosas representaciones de Leonardo da Vinci (Marinini y Meneguzzo, 1987). Una conclusión del esquema de la Figura 1 es que la escritura matemática es la expresión escrita de lo que Cauty y Laborde llaman la Lengua Matemática. Pero en la interpretación que estoy haciendo esta escritura matemática no agota las posibles expresiones en Lenguaje 15 Matemático, que puede codificarse también en sistemas gráficos diferentes del alfabético y el simbólico específico. No hay más que pensar en todos los sistemas tradicionales de representación de figuras geométricas planas y espaciales; pero también se representan gráficamente números naturales, enteros, racionales y relación eso correspondencias entre conjuntos de lo más variadas. Y en la actualidad, con la introducción de las potentes herramientas de representación gráfica, este campo expresivo parece que aumenta cada día, al menos en todos los niveles de enseñanza de la matemática. Todas estas formas de expresión gráfica las reuniremos bajo el nombre expresión gráfica de Matemáticas y constituyen la rama 3 del diagrama de la Figura 1. Finalmente destacar que existen expresiones complejas formadas con elementos de los tres sistemas: verbal escrito, gráfico y simbólico específico. Es lo que hemos designado en la Figura 1 como configuraciones gráficas de datos. En los libros escolares de matemáticas suele haber fotos y dibujos más o menos integrados en el texto, pero que no los consideramos parte del Lenguaje Matemático, sino ilustraciones de objetos o situaciones a partir de las cuales se pueden elaborar expresiones en Lenguaje matemático. Suelen hacer de sustitutos de un supuesto mundo real, cuando no de mero adorno, con su propio código expresivo. 1.6 Registros de representación, comprensión y aprendizaje Una característica importante de la actividad matemática es el uso de diversos sistemas de expresión y representación, además del lenguaje natural: variados sistemas de escritura para los números, escrituras algebraicas para expresar relaciones y operaciones, figuras geométricas, gráficos cartesianos, redes, diagramas, esquemas, etc. Un autor que se ha interesado particularmente por este uso variado de los sistemas de representación semiótica es (Duval, 1995), quién se pregunta: "¿Es esencial esta utilización de varios sistemas semióticos de representación y expresión, o al contrario no es más que un medio cómodo pero secundario para el ejercicio y para el desarrollo de las actividades cognitivas fundamentales?" (p.3) Considera que esta pregunta sobrepasa el dominio de las matemáticas y de su aprendizaje y apunta hacia la naturaleza misma del funcionamiento cognitivo del pensamiento humano. Duval da una respuesta afirmativa a esta cuestión aportando los siguientes argumentos: 1) No puede haber comprensión en matemáticas si no se distingue un objeto de su representación. No se deben confundir nunca los objetos matemáticos (números, funciones, rectas, etc.) con sus representaciones (escrituras decimales o fraccionarias, los símbolos, los gráficos, los trazados de figuras, etc.), pues un mismo objeto matemático puede darse a través de representaciones muy diferentes. 2) Existen representaciones mentales, conjunto de imágenes, conceptos, nociones, ideas, creencias, concepciones que un individuo puede tener sobre un objeto, sobre una situación 16 y sobre aquello que les está asociado. "Permiten una mirada del objeto en ausencia total de significante perceptible". (p. 20). Las representaciones mentales están ligadas a la interiorización de representaciones externas, de la misma manera que las imágenes mentales lo están a una interiorización de los preceptos. 3) Las representaciones semióticas son un medio del cual dispone un individuo para exteriorizar sus representaciones mentales, es decir, para hacerlas visibles o accesibles a los demás. Además de sus funciones de comunicación, las representaciones semióticas son necesarias para el desarrollo de la propia actividad matemática. La posibilidad de efectuar tratamientos (operaciones, cálculos) sobre los objetos matemáticos depende directamente del sistema de representación semiótico utilizado. El progreso de los conocimientos matemáticos se acompaña siempre de la creación y del desarrollo de sistemas semióticos nuevos y específicos que más o menos coexisten con el de la lengua natural. 4) Diferentes representaciones no pueden oponerse como dominios totalmente diferentes e independientes. La pluralidad de sistemas semióticos permite una diversificación tal de las representaciones de un mismo objeto, que aumenta las capacidades cognitivas de los sujetos y por tanto de sus representaciones mentales. Esta interdependencia entre las representaciones internas y externas la expresa Duval afirmando que "no hay noesissin semiosis; es la semiosis la que determina las condiciones de posibilidad y de ejercicio de la noesis" .La aprehensión conceptual no es posible sin el recurso a una pluralidad al menos potencial de sistemas semióticos, y por tanto su coordinación por parte del sujeto. 5) La coordinación entre las representaciones que provienen de sistemas semióticos diferentes no es espontánea; la conversión de unos sistemas a otros requiere un aprendizaje específico. El problema esencial de la semiosis es el de la diversidad de sistemas de representación y los fenómenos de no-congruencia que resultan por la conversión de las representaciones. La coordinación entre registros no es una consecuencia de la aprehensión conceptual (noesis) sino que, al contrario, el logro de dicha coordinación es una condición esencial de la noesis. 6) Las actividades cognitivas inherentes a la semiosis son tres: formación de representaciones en un registro semiótico particular, para "expresar" una representación mental, o para "evocar" un objeto real; el tratamiento o transformación de una representación dentro del mismo registro; conversión, cuando la transformación de la representación de un objeto, de una situación o de una información produce una representación en un registro distinto al de la representación inicial. 17 1.6.1Dificultades de los estudiantes al leer o escribir matemáticas Concebir la matemática escolar como un lenguaje es pues útil desde el punto de vista didáctico. Nos ayuda a enfatizar los aspectos lingüísticos de la misma, nos lleva a poner atención en la construcción de significados y en la comprensión y dominio de los símbolos notacionales. Las principales razones para realizar este ejercicio se fundamentan en las dificultades que tienen los alumnos en su aprendizaje. • Dificultades semánticas, pues tienen como centro el binomio significante- significado referido a las notaciones y vocablos de la jerga matemática. • Dificultades inherentes a la estructura que adopta el código notacional de cualquier campo y al funcionamiento del mismo, en su carácter sintáctico. • Dificultades al cuándo y cómo utilizar el código notacional para resolver determinada situación; son pragmáticas o funcionales. Para atender estas dificultades es imprescindible el estudio del desarrollo cognitivo en el aprendizaje del lenguaje matemático e interpretar mejor tales dificultades intentando responder a la pregunta ¿cómo aprenden los sujetos tal lenguaje? 1.7El aprendizaje matemático Se concebirá el aprendizaje matemático como un proceso continuo de construcción de significados que realiza el alumno gracias, a la apropiación y a los usos de símbolos y estructuras simbólicas; símbolos y estructuras abstractos ordenados y jerarquizados. A partir de la categorización de Collins, Brown y Newman (1996) el conocimiento constructivo está caracterizado por el producto de la actividad, el contexto y la cultura. Que podría concebirse en los rasgos conceptual, operatorio y simbólico. Aprendizaje conceptual Se refiere al proceso de adquisición de significado. Como rasgo característico es que son dinámicos, puesto que son inconclusos y en constante evolución. Durante el proceso se personaliza el concepto, conformándose una representación subjetiva que se va enriqueciendo, modificando, transformando conforme se interactúa con las nuevas informaciones. Aprendizaje operatorio El estudio del número como sistema complejo es aprender a operar, a transformar cantidades, hechos y relaciones, a descomponer y recomponer y a verificar lo realizado, sea manipulando objetos y colecciones o manipulando símbolos. Aprender matemáticas es aprender a hacer, a resolver. 18 Aprendizaje simbólico Sabemos que el aprendizaje de una operación aritmética recurre al acercamiento a los símbolos para su manipulación. Pero los símbolos no tendrían importancia si fuera porque son los significantes de algo no visible; el pensamiento matemático. El símbolo, desde su forma de signos (los significantes) y el significado han de formar un solo cuerpo, lo que involucra aspectos semánticos como sintácticos, además de funcionales y pragmáticos. El significado es la idea que soporta forma parte del conocimiento individual, es la representación subjetiva y personal. La progresión en el aprendizaje de la matemática escolar, se produce gracias a la asimilación, recreación, apropiación y uso de símbolos y estructuras simbólicas cada vez más abstractas. 19 CAPITULO 2 ESTRATEGIAS PARA MEJORAR EL USO DEL LENGUAJE MATEMÁTICO Este capítulo tiene como objetivo mostrar algunas estrategias para mejorar el uso del “Lenguaje Matemático”, expuestas por algunos autores, para el nivel preescolar, primaria y secundaria, las cuales nos servirán para poder diseñar estrategias para mejorar el uso del lenguaje matemático a nivel bachillerato. 2.1 Estrategias de Manuel Borges Ripoll (2001) 2.1.1 Estrategia 1 Utilizar en el lenguaje habitual del aula un vocabulario matemático que frecuentemente no se utiliza o que se sustituye por términos no precisos desde el punto de vista de las Matemáticas. Esta estrategia podría utilizarse desde la Educación Infantil en muchos casos y en todos los niveles de Educación Primaria y de la Secundaria Obligatoria. Justificación A la dificultad que el aprendizaje de las Matemáticas presenta para una parte considerable del alumnado por diferentes razones, se le suele unir la dificultad derivada de tener que adquirir un nuevo vocabulario relacionado con conceptos matemáticos, que podría haber sido adquirido de formanatural desde mucho tiempo antes y de esa forma serles familiar en el momento en que se empiece formalmente a adquirir el concepto matemático. Se podría comparar esta situación con la del aprendizaje de la lengua extranjera que se facilita si se tiene relación con ella en edades tempranas. Sustituir los términos Por estos otros (Utilizándolos frecuentemente) “acostado”, “tumbado” Horizontal “de pie”, “hacia arriba”, “recto” Vertical “esquina” Ángulo “raya” Línea recta “redondo”, “redondel” Circular o esférico (según el caso), círculo “punta” Vértice “Alrededor de…” “borde” Por el perímetro de 20 “desconocido” Incógnita “trozo” Fracción “es más grande que… ” “es más pequeño que…” Tiene más longitud que …; menos superficie que …;más volumen que …; menos capacidad que … (según los casos) Utilizar los términos En las siguientes situaciones Paralelo; perpendicular Dibujos, juegos, croquis, planos Polígono órdenes verbales o escritas, Diagonal, radio, diámetro enunciados de situaciones: Segmento -Esta fila es paralela a esta… -Esta calle es perpendicular a… -Esta figura es un polígono de… lados… -Dibuja un segmento de color… -Dibuja con color…las diagonales de…, el radio de…, el diámetro de…, Inverso-opuesto -Dibuja con color…las diagonales de…, Dirección-sentido el radio de…, el diámetro de…, Nombres de polígonos o cuerpos geométricos, que aunque aparecen con frecuencia en situaciones habituales, no se suelen denominar con su nombre: trapecio, hexágono, pentágono, rombo, romboide… cilindro, cono, cubo, prisma, pirámide, esfera… -Caminar en la misma dirección que… pero en sentido contrario a … -Esta caja es un prisma … -Este cubo es un cilindro 21 Utilizar con más rigor los términos Cuadrado Solamente cuando el objeto o figura sea un cuadrado. Con frecuencia en el lenguaje coloquial se dice que algo es cuadrado cuando se debería decir que es rectangular. Círculo-circunferencia No solemos distinguir entre los dos términos, lo que posteriormente puede producir confusión. Doble-mitad-triple Se suele utilizar mucho lenguaje figurado (“es el doble de fuerte…”, “la mitad de bueno…”), y sin embargo, se utiliza poco con el rigor matemático que supone multiplicar o dividir algo por 2 o por 3. 2.1.2 Estrategia 2 Dar una importancia “vital” al contexto de igualdad y a la utilización de su representación simbólica “=” en todas las ocasiones en que se pueda. Para ello es imprescindible que todas las operaciones del cálculo que el alumnado realice desde el primer nivel de Primaria las vean y las escriba de forma horizontal. Justificación La correcta adquisición del concepto de igualdad y de su representación simbólica es absolutamente determinante para el éxito en el área de Matemáticas. La resolución de la mayor parte de problemas matemáticos que empiezan a tener un pequeño grado de dificultad requiere que se tenga asimilado el concepto de igualdad. Los errores en la representación simbólica de la igualdad contribuyen frecuentemente al fracaso en la resolución de la situación problemática, aún en el caso de que el razonamiento y los procedimientos para su realización sean los adecuados. El concepto de igualdad se suele trabajar bien de forma manipulada o en la fase de representación gráfica en los niveles de Educación infantil y primeros niveles de Primaria, pero posteriormente no se tiene tan en cuenta y se suele prescindir frecuentemente de su representación simbólica. La disposición vertical exclusivamente de las operaciones de cálculo no ayuda a la adquisición del concepto de igualdad ni a su representación simbólica. 22 Ejemplos: No utilizar solo operaciones En las operaciones escritas horizontalmente se aprecia la igualdad al utilizarse su simbolización “=” 3+2=5 8-2=6 5x3=15 10/2=5 Al no tenerse correctamente asimilado el concepto de igualdad son muy frecuentes los errores del tipo: , que aunque presentan un resultado correcto, el procedimiento es incorrecto y con seguridad conduciría también a resultados erróneos al hacer más compleja las operaciones que realicen 2.1.3 Estrategia 3 Sustituir el término “por”, al introducir la multiplicación, por el término “veces”. Justificación En castellano decir “cuatro veces cinco” tiene un sentido muchísimo mayor que decir “cuatro por cinco” y facilita la adquisición del concepto de multiplicación. En otros idiomas se utilizan términos similares al de “veces”. 23 2.1.4 Estrategia 4 Medir mucho y medir de todo. Utilizar medidas no convencionales antes de introducir las convencionales. Medir elementos que nos sirvan para introducir términos del lenguaje matemático (sobre todo geométrico) en la línea apuntada en la estrategia 1. Justificación. La práctica habitual, reiterada y sistemática de mediciones de todo tipo (longitudes, superficies, volúmenes, pesos, tiempos…), es un recurso didáctico que, además de ser motivador para el alumnado, supone la adquisición de la capacidad de interpretar mejor las características de objetos, lugares o materias y puede contribuir de forma indirecta a la adquisición de conceptos geométricos de una forma natural. La utilización de unidades no convencionales de medida facilita la comprensión de las razones por las que se necesitan las unidades convencionales y ayuda a asimilar algunos conceptos que presentan dificultad de abstracción (superficie, volumen…) si se aborda simultáneamente la adquisición del concepto y el conocimiento de una unidad de medida convencional que en su práctica se utiliza poco o nunca ( ). Ejemplos Aprovechar cualquier ocasión para medir; Utilizar unidades no convencionales antes de introducir estas Medir elementos geométricos para introducir su concepto longitudes ¿Cuántos pasos mide la clase, el patio…? ¿Cuántos lápices mide la mesa…?y ¿Cuántos palmos? Altura de cada alumno…Al viajar en el coche de su familia que anoten los kilómetros recorridos en un trayecto. El perímetro de la mesa, de la clase, del patio… La diagonal de la mesa. El radio, o el diámetro de este círculo… El lado de este pentágono…La base y la altura del rectángulo de la puerta de la ventana…La longitud de una circunferencia. Superficies ¿Cuántas libretas caben en la superficie de tu mesa? ¿Cuántas hojas de periódico caben en la superficie del (En niveles que lo permitan) -superficie aproximada de un círculo, de un 24 suelo de la clase? hexágono… Capacidades y volúmenes ¿Cuántos vasos de agua, de arena, de… caben en este…? -cubo -prisma -cilindro… Tiempos Uso de cronómetros para percibir, por ejemplo, un minuto de silencio. ¿Cuantos segundos aguantamos sin respirar? (En niveles que lo permitan) Introducir unidades de tiempo poco habituales: -quincena -bimestre -década -lustro… Pesos Utilización de la balanza. Comparando pesos de diferentes objetos. ¿Qué pesa más, un vaso lleno de arena un vaso lleno de agua? Estimar medidas “a ojo” y luego comprobar la medición. -¿Cuántos palmos crees que mide de largo? -¿Cuántas libretas (crees que cabrán en la superficie de…)? -¿Cuántos vasos de agua crees que cabrán…? -¿Cuánto tiempo crees que tardará…? -¿Cuánto crees que pesa…? Cuando se conozcan las unidades convencionales se estimaría la medida con ellas. 25 2.1.5 Estrategia 5 Practicar con frecuencia el cálculo mental. Utilizar en esta práctica frases como: “la diferencia entre…”,”el producto de…”,”el doble de…”,”el triple de…”,”la mitad de…”, “la tercera parte de…” Justificación La rapidez en el cálculo mejora la resolución de problemas matemáticos al ahorrar tiempo y evitar errores en las operaciones. El cálculo mental de operaciones sencillas, desarrolla la agilidad para de una forma gradual realizar mentalmente operaciones máscomplejas (potencias, raíces de cuadrados perfectos, fracciones, operaciones con la unidad seguida de ceros…) Los ejercicios de cálculo mental suelen ser motivadores por prestarse a ser realizados en forma de juegos o actividades lúdicas. 2.1.6 Estrategia 6 Resolver muchos problemas (siempre que sea posible, partiendo de situaciones cercanas a la realidad del alumnado) cuidando que el procedimiento para su resolución se sistematice del siguiente modo: 1.-Lectura comprensiva del enunciado 2.-Selección de datos conocidos que sean útiles para la resolución del problema. 3.-Especificacion de datos que se pretenden conseguir (incógnitas). 4.-Manipulación-representación gráfica de la situación planteada (dependiendo del alumnado). 5.-Realizacion de las operaciones necesarias (planteamiento horizontal siempre).Separa las operaciones de cálculo “verticales” de la representación simbólica horizontal. 6.-Expresión de los resultados con sus unidades correspondientes siempre. 7.-Comprobacion de la validez y corrección de los resultados. Justificación. La resolución de problemas da sentido al esfuerzo realizado por el alumnado para adquirir conceptos y destrezas matemáticas, pues se le ofrece la posibilidad de aplicarlos a situaciones prácticas. 26 Si las situaciones son cercanas a su realidad, aumentará la motivación para su resolución. Adquirir el hábito de resolver problemas matemáticos siguiendo un procedimiento que implique dar unos pasos secuenciados será clave para el éxito en la resolución de problemas que empiecen a tener cierto grado de complejidad. 2.2 Estrategias de Paloma Alonso Muñoz (2013) Las siguientes propuestas de tarea, aunque están concebidas para la educación primaria, son válidas para cualquier curso de la enseñanza obligatoria, dependiendo de la adecuación del diseño básico a la situación concreta de enseñanza y de aprendizaje de cada grupo de alumnos/as. Con este trabajo la autora da una forma de entender el proceso de enseñanza-aprendizaje, en la que es el alumno el que construye las matemáticas. En particular pretende: • Aportar orientaciones y recursos que pueden ser llevados al aula. • Potenciar las habilidades sociales. • Favorecer una comunicación adecuada. • Apoyar la participación del alumno, de forma natural, espontánea, escuchándole. • Promover una actitud investigadora, curiosa y crítica. • Señalar las ventajas que tiene la utilización de materiales y recursos en la clase de matemáticas. • Aportar orientaciones y recursos que puedan ser llevados al aula. • Ofrecer variadas experiencias de juegos mediante las cuales los niños puedan conocerse así mismo, a los demás y ser cada vez más independientes. • Presentar al alumno actividades desafiantes. • Plantear desafíos que facilitan la flexibilidad y originalidad de las ideas, favoreciendo el desarrollo de la creatividad, a través de la invención reconstrucción de situaciones problemáticas. Justificación La enseñanza de las matemáticas durante muchos años se ha reducido, de hecho, a la práctica mecánica del cálculo y al aprendizaje memorístico. 27 La sociedad y la educación han evolucionado mucho hasta llegar a la actual respuesta educativa, dando importancia al alumno, a que piense, actúe y razone. Los maestros y maestras tenemos que adaptarnos a los nuevos tiempos y las nuevas generaciones, que aprendan, disfruten y se interroguen sobre todo tipo de situaciones problemáticas que les surgen en la vida diaria. Siguiendo la idea de Godino, Batanero y Font (2003) uno de los fines de la educación es formar ciudadanos cultos, pero el concepto de cultura es cambiante y se amplía cada vez más en la sociedad moderna. Cada vez más se reconoce el papel cultural de las matemáticas y la educación matemática también tiene como fin proporcionar esa cultura ¿quién proporciona la cultura? Lo que se pretende es proporcionar una cultura con varios componentes interrelacionados, a saber: a) Capacidad para interpretar y evaluar críticamente la información matemática y los argumentos apoyados en datos que las personas puedan encontrar en diversos contextos, incluyendo los medios de comunicación, o en su trabajo profesional. b) Capacidad para discutir o comunicar información matemática, cuando sea relevante, y competencia para resolver los problemas matemáticos que encuentre en la vida diaria o en el trabajo profesional. De ahí que nos hagan pensar que los problemas son la base de las matemáticas, y que muchas veces son la parte más difícil para el alumno, pero por eso el trabajo de la educación es el conseguir encender la chispa del interés en todo lo que se haga. El conseguir o por lo menos intentar que los alumnos muevan sus engranajes, el de hacerles pensar, independientemente de que se consiga llegar a la solución final o no. Pero es verdad que quienes nos dedicamos a la enseñanza de las matemáticas, las dificultades que nos encontramos tienen relación, entre otras, con la falta de materiales precisamente para que “ayuden a pensar” a los alumnos, de modo que sean capaces de elaborar conceptos, manejar un lenguaje usado por la ciencia y finalmente aplicarlo en el mundo que le rodea. De ahí la importancia del uso del material en situaciones didácticas por parte de los profesores, de una reflexión y estudio de ellos. El papel del profesor es crucial en la organización, dirección y promoción del aprendizaje de los alumnos. Será necesario diseñar y gestionar una variedad de tipos de situaciones didácticas adaptadas a nuestros alumnos. Concretarse en la edad y conocimientos de nuestros alumnos. No podemos proponer las mismas actividades o problemas a un niño, que a un adolescente o a un adulto, porque sus necesidades son distintas. Hay que tener claro la realidad de los alumnos, sus intereses, escucharle, despertar su interés. Hemos oído decir de boca de muchos niños “No entendía nada, odiaba las matemáticas, hasta que un profesor hizo que me gustasen…. Como decía María Montessori, los niños imitan a las personas que quieren. De ahí la importancia de contar con profesores 28 motivados, entusiastas, con la idea que enseñar y aprender matemáticas puede y debe ser una experiencia feliz. Los recursos y el material didáctico proporcionan experiencias individuales irrepetibles, que conducen a procesos genuinos de construcción de conocimientos en los que se producen aprendizajes significativos, esto requiere la máxima implicación, ejercitación por parte de los alumnos, el que esté motivado, el que se impliquen en la participación activa en la solución de situaciones para un verdadero aprendizaje. “como han afirmado muchos pensadores y pedagogos, el descubrimiento no es fruto de ningún talento originariamente especial, sino del sentido común mejorado y robustecido por la educación técnica y por el hábito de meditar sobre los problemas científicos”. (Ramón y Cajal, 1995, p. 27) La forma de entender las matemáticas han cambiado y nadie duda en que el objetivo sea no tanto que el alumno conozca una reglas como que explore, experimente, razone. La atención se centra en la resolución de problemas. En que los alumnos se conviertan en participantes activos, capaces de trabajar en equipo, investigar, discutir, crear, en definitiva hacer Matemáticas. La utilización de objetos en el aula se contempla en el currículo de Matemáticas para Educación infantil, Primaria y Secundaria. Así, entre las Orientaciones didácticas que se proponen para Primaria, MEC (1992, pp. 76-77) destaca la siguiente: Será conveniente proporcionarse todos los recursos que faciliten la actividad docente y que contribuyan al aprendizaje del alumno… En estas edades la manipulación de objetos concretos y familiares constituye el primer paso en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las matemáticas. Por esta razón, parece indispensable poder contar con materiales sencillos y de fácil adquisición… El uso de materiales adecuados…constituye
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